Новости и мнения

Умные контакты, больше никаких игл

Нанотехнологии могут изменить методы лечения глазных болезней.

Delivering drugs to the posterior segment of the eye has long posed a challenge, due in large part to physiological barriers, which large, peptide-based molecules are unable to cross. Доставка лекарств в задний сегмент глаза долгое время представляла проблему, в значительной степени из-за физиологических барьеров, через которые не могут проходить крупные молекулы на основе пептидов. В двух недавних исследованиях подчеркивается, как инновационные нанотехнологические подходы используются для преодоления этих препятствий.

Исследователи во главе с Франческой Кордейру , профессором исследований нейродегенерации сетчатки и глаукомы в Университетском колледже Лондона, использовали липосомы – везикулы на липидной основе, которые могут быть загружены молекулами лекарств – для создания глазных капель для доставки Авастина, антисосудистого эндотелиального фактора роста ( анти-VEGF) препарат, обычно используемый для лечения возрастной макулярной дегенерации (AMD). Исследователи предположили, что доставка Авастина на основе липосом является многообещающей альтернативой сравнительно рискованным и инвазивным внутриглазным инъекциям, которые в настоящее время являются единственным эффективным методом лечения для многих пациентов с AMD. Их работа была опубликована в Small в этом месяце (5 марта).

Липосомы хорошо зарекомендовали себя в качестве систем доставки лекарств, но преодоление их через глазные барьеры остается проблемой. Группа Кордейро заметила, что липидсвязывающий белок аннексин A5 (AnxA5) способен преодолевать определенные биологические барьеры и обнаруживается в высоких концентрациях в роговице. Исследователи поняли, что усиление липосом с помощью AnxA5 может помочь им преодолеть блокаду. Чтобы проверить их прогноз, команда загрузила липосомы Авастином и включила их в состав глазных капель, включая AnxA5. Как на крысиной, так и на кроличьей моделях исследователи обнаружили, что добавление AnxA5 значительно увеличивало концентрацию авастина, доставляемого в заднюю камеру глаза, достигая терапевтических уровней.

«Это захватывающе, и потенциал огромен, но все еще на ранней стадии», – сказал The Scientist по электронной почте Рахул Хурана , офтальмолог из Северной Калифорнии Retina Vitreous Associates и представитель Американской ассоциации офтальмологов. «Одна из проблем заключается в том, активен ли Авастин. Антитела быстро разрушаются при гидратации, и они могут быть неактивными, даже если они присутствуют в задней части глаза ». Анти-VEGF-агенты также представляют риск системного всасывания при местном применении, предупредил Хурана. «Мы очень обеспокоены системными эффектами против VEGF, которые могут подвергать пациентов риску инсульта и гипертонии».

Но есть способы уменьшить этот риск, пояснил Кордейру, который также является почетным консультантом офтальмолога в Western Eye Hospital в Лондоне. «Одна из вещей, которые мы знаем по применению лекарств от глаукомы, заключается в том, что, если вы блокируете слезный проток, всасывание существенно меньше», – сказала она. Кроме того, доза, доставляемая с глазными каплями, может быть намного меньше и оставаться в глазу в течение более короткого времени, чем доза, вводимая в настоящее время при внутриглазной инъекции. Команда Cordeiro теперь ищет финансирование и сотрудничество, чтобы превратить свои разработки в клинические испытания.

Проникновение лекарств через биологические барьеры является лишь первым препятствием: одной из самых серьезных угроз для успешного лечения глазных заболеваний является соблюдение пациентом режима лечения. Хурана говорит, что даже когда имеются глазные капли, пациенты часто не могут правильно их применять. Пропитанные лекарством контактные линзы, альтернативные каплям, могут вызывать проблемы из-за быстрых и неконтролируемых дозировок или преждевременной активации при транспортировке и хранении.

Но еще одно решение на основе нанотехнологий находится на горизонте. Калифорнийский университет, Дин Хо в Лос-Анджелесе и его коллеги разработали контактную линзу, в которую встроены частицы наноалмаза, нагруженные лекарством, которые запускаются из-за присутствия лизоцима – фермента, обнаруженного в слезах, – для высвобождения контролируемой дозы лекарства от глаукомы. тимолол малеат в течение дня. Команда Хо опубликовала свои результаты в ACS Nano в прошлом месяце (8 февраля).

По словам Хо, наноалмазы, побочные продукты процессов алмазодобычи / рафинирования, являются устойчивыми и хорошо переносимыми материалами и привлекательным вариантом для биомедицинского использования. «Мы выбрали [наноалмазы] из-за их уникально ограненной восьмигранной октаэдрической архитектуры, которая, как было показано, быстро связывает широкий спектр лекарственных средств, а также обеспечивает триггерное и устойчивое высвобождение», – пояснил он.

Последний проект команды включает в себя несколько улучшений по сравнению с предыдущими итерациями, в том числе «повышенную механическую прочность, поддержание уровней содержания воды – что важно для комфорта, а также доступ к лизоциму для стимуляции выделения лекарств – и практические уровни прозрачности», – сказал Хо.

По словам Марка Бирна , профессора химического машиностроения в Университете Оберн в Алабаме, правильное получение этих свойств имеет решающее значение для разработки линз, подходящих для клинического использования. «В этой области было много разных типов технологий, многие из которых терпели неудачу в клинических испытаниях или на животных», – сказал Бирн The Scientist . «Люди часто недооценивают время и энергию, которые необходимы для проектирования полимера».

Механизм активации лизоцима отличает эту линзу от других, подобных ей, отметил Джозеф Чолино из Гарвардской медицинской школы и Массачусетса Eye & Ear, добавив, однако, что он может вызвать потенциальные осложнения. «Учитывая, что предыдущие исследования показали широкие вариации концентрации лизоцима слезы в здоровых глазах, было бы интересно узнать, есть ли также изменение высвобождения лекарственного средства из контактных линз, которое зависит от уровня лизоцима слезы человека», – пишет Чолино. в электронном письме. «Будет интересно наблюдать за этой терапевтической контактной линзой в процессе исследований in vivo».

В настоящее время команда Хо работает над оптимизацией процессов изготовления и загрузки лекарств, а также над проведением дальнейших исследований на животных и доклинических исследованиях. Но уже есть захватывающие возможности для будущего, сказал Гус Газзард , консультант-офтальмохирург в глазной больнице Moorfields в Лондоне. Например, линзы могут быть загружены несколькими препаратами с различными дозировками, высвобождаемыми в разное время дня, или низкими дозами антибиотиков для пациентов с риском заражения.

По мере появления новых технологий и изучения клинических уроков исследователи нанотехнологий могут оказаться на пути преодоления как биологических, так и социальных барьеров. «Эта область давно зарождается, – сказал Бирн, – но теперь мы, наконец, взрослеем».

BM Davis et al., «Актуальная доставка Авастина в задний сегмент глаза in vivo с использованием липосом, ассоциированных с аннексином A5», Small , doi: 10.1002 / smll.201303433, 2014.

H. Kim et al., «Контактные линзы с алмазным наногелем» обеспечивают зависимое от лизоцима терапевтическое высвобождение », ACS Nano , 8 (3): 2998-3005, 2014.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *